基于建構(gòu)模型下的高三化學(xué)深度復(fù)習(xí)解題應(yīng)用研究

摘 要：高三復(fù)習(xí)階段，教師應(yīng)科學(xué)合理地引導(dǎo)學(xué)生將建構(gòu)模型的解題方法應(yīng)用到高三難理解且復(fù)雜的化學(xué)題中，使容易混淆、抽象的問題變得具體化、圖示化與簡單化，讓學(xué)生更容易分析題目的實(shí)質(zhì)，掌握解題技巧，深度提高高三化學(xué)的復(fù)習(xí)效果.

關(guān)鍵詞：建構(gòu)模型；深度復(fù)習(xí)；解題應(yīng)用；高中化學(xué)

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2023）22-0142-04

在高三化學(xué)復(fù)習(xí)階段，學(xué)生形成建構(gòu)模型的思維，不僅能夠提高解題速度，同時(shí)也能夠更好地規(guī)范解題思路.高中化學(xué)建模解題法是一種經(jīng)過系統(tǒng)總結(jié)后得出的比較完整的高中化學(xué)的解題方式，指的是使用建構(gòu)模型的方式來解決化學(xué)實(shí)踐中遇到的實(shí)際問題.筆者從近幾年福建高考中必考的四種題型進(jìn)行闡述.

1 明確試題模式，建立思維模型，提升解題能力——工業(yè)流程題

1.1 明確工業(yè)流程題基本模式（如圖1所示）

1.2 建立解題思維模型

（1）審題頭：一抓化工生產(chǎn)或提純的目的；二抓原料、雜質(zhì)、產(chǎn)品的成分.

（2）析流程（題干）：結(jié)合題干信息、補(bǔ)充信息、設(shè)問信息分析，抓三條思維主線［1］：

①元素轉(zhuǎn)化線（跟蹤每種元素去向）

根據(jù)元素守恒轉(zhuǎn)化思維，跟蹤每種元素去向及其轉(zhuǎn)化方式，中心元素肯定會(huì)走到最后，雜質(zhì)元素需在過程中除去，基本上每一種雜質(zhì)元素都要除去.

②價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變線（關(guān)注所加試劑作用）

分析元素的價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變，判斷所加試劑的目的，是提供反應(yīng)氛圍（酸、堿介質(zhì)或調(diào)節(jié)pH）的作用，還是作氧化劑、還原劑.通過價(jià)態(tài)轉(zhuǎn)變來判斷反應(yīng)類型：氧化還原還是非氧化還原，從而正確書寫陌生化學(xué)方程式.

③實(shí)驗(yàn)操作線（明確除雜分離方法）

關(guān)注目標(biāo)物質(zhì)在轉(zhuǎn)化流程中的每一步操作步驟，分析雜質(zhì)的除去方法，得到目標(biāo)產(chǎn)物的方法等.

（3）解問題（題尾）：帶著設(shè)問有針對(duì)性地看流程，準(zhǔn)確解答.

典例1 粉煤灰是火電廠的大宗固廢.以某電廠的粉煤灰為原料（主要含SiO2、Al2O3和CaO等）提鋁的工藝流程如圖2所示.

粉煤灰提鋁的工藝流程圖

回答下列問題：

（1）“浸出”時(shí)適當(dāng)升溫的主要目的是，Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為.

（2）“浸渣”的主要成分除殘余Al2O3外，還有.實(shí)驗(yàn)測得，5.0 g粉煤灰（Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%）經(jīng)浸出、干燥后得到3.0 g“浸渣”（Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%），Al2O3的浸出率為.

（3）“沉鋁”時(shí)，體系中三種物質(zhì)的溶解度曲線如圖3所示，加入K2SO4沉鋁的目的是，“沉鋁”的最佳方案為.

2 結(jié)合知識(shí)模型，應(yīng)用建構(gòu)模型的思維解題——氧化還原反應(yīng)方程式的書寫氧化還原反應(yīng)方程式的書寫是福建高考必考題，該考向的命題題型有選擇題和非選擇題兩種，主要從氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念、規(guī)律及應(yīng)用；方程式的書寫與配平；電子守恒法計(jì)算等這些方面的考查.

建立解題思維模型如圖6所示.

典例2 三元鋰電池的正極材料中含有大量有價(jià)值的金屬元素（可表示為LiCo1-x-yMnxNiyO2），還含有鋁箔、炭和有機(jī)粘結(jié)劑等雜質(zhì).用廢舊正極材料回收鉀、鎳、鈷、錳等金屬的流程如圖7所示.

（節(jié)選）沉錳時(shí)，需先加入適量K2S2O8，將部分Mn2+氧化成MnO-4，沉錳時(shí)生成MnO2的離子方程式為.

解題思路如圖8所示.

3 巧妙運(yùn)用構(gòu)建模型思想，提高解題效率——化學(xué)平衡圖像題

學(xué)會(huì)分析化學(xué)平衡圖像是高考中的重難點(diǎn)知識(shí).圖像中涉及的信息非常多，如溫度、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)化率、百分含量、投料比、產(chǎn)率等，分析時(shí)一定注意分析圖像涉及的物理量含義.

模型建構(gòu)分析——解化學(xué)平衡圖像的一般思路如圖9所示.

典例3 對(duì)于可逆反應(yīng)2SiHCl3（g）SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，其余條件不變，在323 K和343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖10所示.下列敘述錯(cuò)誤的是（）.

A．a(chǎn)、b處反應(yīng)速率大小：va>vb

B．343 K時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)約為0.02

C．在343 K下要提高SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率，可增大體系壓強(qiáng)

D．在323 K下要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可選用更高效的催化劑

根據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”規(guī)律，由圖像信息，a點(diǎn)所在線先拐先平衡，所以溫度高、速率快，即是343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率曲線，含b點(diǎn)線為323 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率曲線.a、b處SiHCl3轉(zhuǎn)化率相同，則容器中SiHCl3的濃度相同，溫度高的曲線對(duì)應(yīng)反應(yīng)速率快，a點(diǎn)速率大于b點(diǎn)，A正確；由題圖可知，343 K時(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率為22%，設(shè)起始SiHCl3（g）濃度為1 mol·L-1，則有三段式：

則343 K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c平（SiH2Cl2）·c（SiCl4）c2（SiHCl3）=（0.11 mol·L-1）2（0.78 mol·L-1）2≈0.02，B正確；該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率不變，C錯(cuò)誤；使用催化劑可以增大反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，D正確.答案：C.

4 精準(zhǔn)把握命題動(dòng)向，滲透模型建構(gòu)理論——可充電新型電池題

為使學(xué)生掌握電化學(xué)習(xí)題的解題技巧，應(yīng)注重為學(xué)生深入地剖析原電池與電解池原理的不同以及內(nèi)在聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)原電池、電解池模型有更為深入地把握與理解[2]，為解可充電新型電池做好鋪墊，同時(shí)灌輸相關(guān)的解題技巧.此類題型主考方向是選擇題，命題角度主要有：

典例4 我國科研團(tuán)隊(duì)提出一種新型陰離子電極材料—Cu3（PO4）2的水系雙離子電池，該電池以Na0.44MnO2和Cu3（PO4）2為電極，其工作原理如圖12所示.

D．為消除第一次放電的不可逆，可將Cu3（PO4）2徹底放電轉(zhuǎn)化為Cu2O后在充電

解析 a極Cu3（PO4）2中銅的化合價(jià)從+2價(jià)變?yōu)?，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，可判斷a為正極，b為負(fù)極，故A選項(xiàng)正確；銅反應(yīng)時(shí)包括了第一次放電和第二次放電，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移電子為0.2 mol e-，得到1.44 g Cu2O，即0.01 mol Cu2O，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)移了0.02 mol e-，所以一共轉(zhuǎn)移0.22 mol e-，故B選項(xiàng)正確；充電時(shí)，電極b是陰極，得到電子，錳元素化合價(jià)降低，電極反應(yīng)為Na0.44-xMnO2+xNa++xe-Na0.44MnO2，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；Cu3（PO4）2徹底放電轉(zhuǎn)化為 Cu2O后再充電，又可生成Cu3（PO4）2，故D項(xiàng)正確.答案：C.

參考文獻(xiàn)：

［1］李鳳根.談?wù)劯呖蓟瘜W(xué)工藝流程題的解題策略[J].試題與研究，2018（08）：120.

[2] 申延法.建模思想下的高中化學(xué)解題技巧[J].數(shù)理化解題研究，2021（31）：103-104.

［責(zé)任編輯：季春陽］

收稿日期：2023-05-05

作者簡介：楊曉棠（1990.5-），女，福建省浦城人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中化學(xué)教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：本文系2021年福建省中青年教師教育科研項(xiàng)目“基礎(chǔ)教育研究專項(xiàng)”課題“基于模型認(rèn)知的高三化學(xué)深度復(fù)習(xí)教學(xué)實(shí)踐研究”的階段性研究成果（課題編號(hào)：JSZJ21166）